實(shí)例分析自來(lái)水管道計(jì)量表在強(qiáng)腐蝕環(huán)境下的問(wèn)題及解決方案

自來(lái)水管道計(jì)量表用于腐蝕性液體的流量測(cè)量相當(dāng)普遍，由于其結(jié)構(gòu)與測(cè)量特點(diǎn)，在防腐液體測(cè)量領(lǐng)域有著很好的表現(xiàn)，也是防腐流量計(jì)選型方案中*常見(jiàn)的儀表類(lèi)型。但是由于不恰當(dāng)?shù)陌惭b與運(yùn)行條件，會(huì)導(dǎo)致防腐型的自來(lái)水計(jì)量表出現(xiàn)故障與損壞。本案例是以在某大型化工集團(tuán)尿素生產(chǎn)裝置中采用的兩臺(tái)自來(lái)水計(jì)量表加以說(shuō)明。其中一臺(tái)是用作測(cè)量高壓甲銨泵入口流量測(cè)量；另一臺(tái)是測(cè)量水解廢液流量。實(shí)際應(yīng)用中無(wú)論在響應(yīng)速度上，還是在其它各項(xiàng)特性上都能夠滿足工藝生產(chǎn)的需要，這證明了自來(lái)水計(jì)量表的測(cè)量性能和精準(zhǔn)度還是非常值得肯定的。不過(guò)也出現(xiàn)了一些我們始料不及的問(wèn)題。自建成投產(chǎn)以后，僅測(cè)高壓甲銨泵入口流量的自來(lái)水計(jì)量表就壞了兩臺(tái)，另外一臺(tái)測(cè)水解廢液的自來(lái)水管道計(jì)量表也曾多次發(fā)生過(guò)損壞。這些故障的產(chǎn)生，對(duì)于生產(chǎn)成本的消耗和維護(hù)費(fèi)用開(kāi)支上都給公司帶來(lái)負(fù)擔(dān)。
通過(guò)對(duì)于故障的分析與研究，積*尋找方法，采用相應(yīng)的手段解決了問(wèn)題。為幫助同行在遇到同樣的問(wèn)題時(shí)少走彎路，本文針對(duì)生產(chǎn)中防腐自來(lái)水管道計(jì)量表問(wèn)題的解決的案例給予說(shuō)明。
自來(lái)水管道計(jì)量表的工作原理及特點(diǎn)
1、工作原理
自來(lái)水計(jì)量表系統(tǒng)由變送器和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，兩者之間通過(guò)兩根帶雙層屏蔽的電纜連結(jié)，變送器安裝在管道系統(tǒng)上，而轉(zhuǎn)換器則可安裝在現(xiàn)場(chǎng)或中央室。儀表的測(cè)量原理是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律：當(dāng)一導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體的兩端將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
此定律應(yīng)用于導(dǎo)電流體也同樣成立。如果假定磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，管道直徑為D，感應(yīng)電勢(shì)為E，則可以證明管道的體積流量為
Qv=D/4×（E/B）
式中的B、D是表中設(shè)定的，E是通過(guò)變送器測(cè)量管道上的一對(duì)電*測(cè)出的，實(shí)際的自來(lái)水計(jì)量表正是根據(jù)這一原理工作的?？梢?jiàn)自來(lái)水計(jì)量表是測(cè)體積流量的儀表，它與流體的溫度、壓力、密度、粘度和電導(dǎo)率等物理性質(zhì)無(wú)關(guān)。
2、自來(lái)水管道計(jì)量表的特點(diǎn)
自來(lái)水計(jì)量表有以下特點(diǎn)：
（1）傳感元件不與測(cè)量介質(zhì)接觸，可用于腐蝕性導(dǎo)電介質(zhì)流量的測(cè)量；
（2）量程范圍寬，同一臺(tái)自來(lái)水計(jì)量表的量程比可達(dá)1:100；
（3）無(wú)壓力損失；
（4）檢測(cè)部分無(wú)可動(dòng)部件：
（5）可以測(cè)定正、反向流體的流量；
（6）響應(yīng)速度快。
以上是自來(lái)水計(jì)量表的優(yōu)點(diǎn)，但它也有一定局限性和不足之處。
（1）被測(cè)介質(zhì)必須是導(dǎo)電的：
（2）由于受測(cè)量管襯里材料的限制，一般使用溫度范圍為0~200℃，又因電*是嵌裝在導(dǎo)管上的，使自來(lái)水管道計(jì)量表的工作壓力也受到一定限制。
（3）自來(lái)水計(jì)量表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。
3、自來(lái)水管道計(jì)量表的應(yīng)用
我廠甲銨泵入口流量計(jì)FT-09101為德國(guó)FISCHER&POTER公司產(chǎn)品，自89年10月投產(chǎn)以來(lái)，已經(jīng)更換了兩塊，*初采用DX1221型，這種自來(lái)水計(jì)量表外殼用不銹鋼，測(cè)量管內(nèi)壁用聚四氟乙烯，轉(zhuǎn)換器封閉在一個(gè)長(zhǎng)方體金屬殼內(nèi)，內(nèi)部電路板上有一個(gè)四位數(shù)的數(shù)據(jù)盤(pán)，可作測(cè)量值的指示器。變送器與轉(zhuǎn)換器之間通過(guò)兩根電纜連結(jié)，變送器安裝在管道上，轉(zhuǎn)換器固定在旁邊的框架上。這種流量計(jì)無(wú)論零點(diǎn)還是量程都不能自行調(diào)整，只能在指定廠家標(biāo)定，使用很不方便。該流量計(jì)投用運(yùn)行還未到一年，指示便出現(xiàn)了故障，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)變送器電路板發(fā)生了腐蝕，有幾只晶體三*管管腳已經(jīng)銹斷，這并沒(méi)有引起我們足夠的重視，只是更換了幾只三*管便又重新裝上，這樣修復(fù)后該表又運(yùn)行了幾個(gè)月，然后又失去了指示。當(dāng)我們?cè)俅螜z查該表時(shí)，發(fā)現(xiàn)變送器的電路板及七芯電纜已全部腐蝕掉，于是該表報(bào)廢。這才引起了我們的警覺(jué)，原來(lái)因該表安裝的地方離高壓甲銨泵及高壓氨泵太近，停車(chē)時(shí)排放及平時(shí)泄漏的氨和甲銨附帶的氨氣常包繞在該表周?chē)?，致使該表一直工作在腐蝕性環(huán)境中，加上我們只注意了該表的耐腐蝕特點(diǎn)，而忽略了該表外在的脆弱性，*終導(dǎo)致了該表的損壞。
吸取教訓(xùn)后，我們?cè)?2年大修中又更換了一塊同型號(hào)的儀表，不過(guò)這次已對(duì)腐蝕問(wèn)題特別重視，在安裝時(shí)，為防止腐蝕性氣體侵入電子室，我們?cè)诮泳€盒蓋邊緣及電纜接頭處全部用硅橡膠密封，并用水電兩用膠帶加以封固，以期達(dá)到防腐的目的。該表投用后運(yùn)行了一年多時(shí)間，便再次發(fā)生了同樣故障，變送器電路板及電纜又被腐蝕，表又損壞。
再次事故的發(fā)生，不得不使我們對(duì)腐蝕問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)的思考，為什么變送器密封那么好還要腐蝕？而與變送器僅半米之遙的轉(zhuǎn)換器卻安然無(wú)恙？經(jīng)過(guò)仔細(xì)的觀察，分析，答案終于找到，原來(lái)安裝變送器的管道因流速高，一直在不停地輕微震動(dòng)，密封膠很容易松動(dòng)而脫落，不停地震動(dòng)又為氨氣的侵入增加了助動(dòng)力，而固定在框架上的轉(zhuǎn)換器，由于沒(méi)有震動(dòng)，各密封口完好，因此沒(méi)有腐蝕。
找到了出現(xiàn)故障的原因，自然也就找到了排除故障的措施。在94年的大修中，我們?cè)俅胃鼡Q此表，這次使用的是江蘇久久儀表有限公司的自來(lái)水計(jì)量表，這種自來(lái)水管道計(jì)量表較前兩種要先進(jìn)得多，它采用了微處理器技術(shù)，在轉(zhuǎn)換器上有一雙排液晶顯示器，在顯示器下邊有三個(gè)按鈕，通過(guò)它們可以對(duì)流量計(jì)的參數(shù)進(jìn)行組態(tài)設(shè)定，并可翻看流量計(jì)的有關(guān)參數(shù)設(shè)置。該表具有比較強(qiáng)的外部通信接口能力，能以模擬和數(shù)字方式與其它外設(shè)通信，并帶有很強(qiáng)的自診斷功能，參數(shù)的輸入及選擇以數(shù)據(jù)直接輸入及主副菜單選擇方式進(jìn)行，可方便地進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整和量程設(shè)定，操作十分方便。為了保證這塊表能安全運(yùn)行，我們?cè)谖∏皟纱谓逃?xùn)的基礎(chǔ)上又采取了另外一種防腐措施-吹氣防腐法。這種方法的原理是設(shè)法使變送器接線盒內(nèi)純凈氣體壓力增大，致使有害氣體不能侵入接線盒內(nèi)，從而達(dá)到防腐目的。具體方法是在自來(lái)水管道計(jì)量表變送器的電子室上打兩個(gè)小孔，一個(gè)進(jìn)氣，一個(gè)排氣，然后接上儀表空氣，讓空氣保持微小流量，則電子室內(nèi)純凈氣的壓力升高，氣流只能從孔隙由內(nèi)向外流動(dòng)，從而阻止了有害氣體的侵入，起到了防腐的作用。該表投入運(yùn)行后，效果一直很好，在時(shí)隔7年的2001年大修中我們?cè)蜷_(kāi)電子室檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，可見(jiàn)吹氣防腐確實(shí)起到了作用。
為以防萬(wàn)一，我們還注重了平時(shí)的維護(hù)，定期更換轉(zhuǎn)換器及變送器電纜上的絕緣膠帶和密封膠，以防老化引起密封破壞。為了保護(hù)液晶顯示器，我們?cè)陲@示器加上了一塊遮陽(yáng)板，以防液晶顯示器長(zhǎng)期被日光直射造成可讀能力下降。另有一臺(tái)測(cè)水解廢液的小口徑流量計(jì)FT-09701也曾發(fā)生過(guò)損壞，這塊表也是FISCH&POTER公司的產(chǎn)品，它是一體化裝置，轉(zhuǎn)換器與變送器固定在一起由通信電纜遠(yuǎn)傳至主控室，其故障現(xiàn)象為測(cè)量管襯里鼓包，使渦電流的流線變彎曲，破壞了流體流速的軸對(duì)稱(chēng)性，給測(cè)量造成很大的誤差，儀表失靈，引起鼓包的具體原因到底是超溫超壓，還是產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題至今仍不明確。93年大修時(shí)，我們又換上了一塊同型號(hào)新表，結(jié)果又沒(méi)運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間便出現(xiàn)了線路板腐蝕現(xiàn)象，95年、98年我們對(duì)此表進(jìn)行了更新，損壞的主要原因也都是線路板腐蝕，98年我們采用吹儀表空氣的方法對(duì)此表進(jìn)行了改進(jìn)，直到現(xiàn)在此表未出現(xiàn)異常現(xiàn)象運(yùn)行情況一直良好。